一种智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统技术方案

技术编号:18446596 阅读:29 留言:0更新日期:2018-07-14 11:04
本发明专利技术属于高坡预警技术领域,公开了一种智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统,设置有:雨量计、渗压计、固定测斜仪、表面位移计、GPS定位器、数据采集器、计算机、通信基站、GPRS通信模块、移动手机端、通信卫星。雨量计、渗压计、固定测斜仪、表面位移计、GPS定位器均典型连接于数据采集器,数据采集器典型连接于计算机,计算机电性连接于GPRS通信模块,GPRS通信模块无线连接于通信基站,通信基站无线连接于通信卫星,GPS定位器无线连接于通信卫星。本发明专利技术所有预警信息以手机短信方式发送至相关人员的手机,完成高边坡稳定性远程三维数字安全预警,提高了处于高边坡附近人员安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统
本专利技术属于高坡预警
,尤其涉及一种智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统。
技术介绍
目前,随着我国经济建设的快速发展,高等级公路、山区铁路、大中型水电站和各种边(岸)坡工程等也在迅速建设,但滑坡等地质灾害频发,高边坡稳定性越来越引起人们的关注,因此开发高边坡稳定性远程三维数字预警具有十分重要的实际意义。国内外在高边坡稳定性领域远程三维数字预警研究方面尚少,根据国内文献,我国极少数公路、矿产、海底隧道、铁路工程中已有构建数据库、隧道施工多元信息预警与安全管理,但尚未见集高边坡稳定性三维数值模型与三维可视化安全预警平台于一体的智能高边坡稳定性远程三维数字预警方面的文献报道。综上所述,现有技术存在的问题是:现有智能高边坡稳定性远程三维数字预警短缺,无法满足管理者的需要。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题,本专利技术提供了一种智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统。本专利技术是这样实现的,一种智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统,所述智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统设置有:雨量计、渗压计、固定测斜仪、表面位移计、GPS定位器、数据采集器、计算机、通信基站、GPRS通信模块、移动手机端、通信卫星;所述雨量计、渗压计、固定测斜仪、表面位移计、GPS定位器均典型连接于所述数据采集器,所述数据采集器典型连接于所述计算机,所述计算机电性连接于所述GPRS通信模块;所述GPRS通信模块无线连接于所述通信基站,所述通信基站无线连接于所述通信卫星,所述GPS定位器无线连接于所述通信卫星;GPRS通信模块,用于无线数据通信;所述GPRS通信模块的总链路质量的计算公式为:Qos=new_qos-data_len-skb_size-rtt-pacloss-signal;其中,Qos为总链路质量,data_len为发送数据长度,skb_size为接收缓冲队列长度,rtt为平均时延,pacloss为丢包率,signal为信号强度的绝对值;其中,node_number_punishment为中间路径上设置的跳数惩罚,combined_qos=hello_qos×qos_own×qos_different_lq_punishment;其中,hello_qos为hello广播包中关于链路质量的信息,qos_different_lq_punishment为链路非对称惩罚,其算法为:所述数据采集器的簇头选择方法包括:在选举时加入无线传感器节点剩余能量参数、节点稀疏度参数和通讯链路质量参数,让剩余能量高、传感器节点密度大及通讯链路质量好的传感器节点成为簇头的概率增大;在簇头选举时,设γ为传感器节点Ci的剩余能量参数,是传感器节点Ci当前剩余能量EM和传感器节点初始能量Estart的比值,用公式(1-12)表示:设μ为传感器节点稀疏度参数,表示传感器节点密度;假设传感器节点Ci的通信半径为R,邻节点数为n,邻节点与传感器节点Ci的距离为di,则传感器节点点Ci的稀疏度参数用公式(1-13)来表示:传感器节点传输通讯链路质量参数代表的是传感器节点通传输通讯链路质量的好坏,传感器节点传输通讯链路质量的好坏用分组重传请求的次数来表示,分组重传的请求次数从MAC层的信息中获取;设Ri为传感器节点Ci收到的分组重传请求次数,R′max为传感器节点Ci收到的最大分组重传次数,于是传感器节点Ci节点传输通讯链路质量参数τ表示为公式(1-14):T(n)通过公式(1-15)进行计算;式中,p是簇头数目与总传感器节点数的百分比,LEACH中默认为0.05;r是当前工作轮数、G是本轮次中未当选过簇头的节点集;t1+t2+t3=1,t1、t2、t3是权重参数,t1的值比其他两个值大;p值是按照预先假定的传感器节点数量、网络范围、sink节点位置计算出的最优值,按照最小化总能耗的原则,计算p最优值的公式,如公式(1-16)所示:在每轮最后一次簇头接收簇内传感器节点数据时统计簇内现有传感器节点数目,然后把这个数目发送给Sink节点;Sink节点在收到各个簇头发来的现有各簇传感器节点数目后进行统计,若传感器节点数目发生急剧变化,则重新计算p值,然后通过广播的方式告知网络中所有的传感器节点。进一步,所述GPS定位系统包括基准点GPS接收仪与多个高边坡表面GPS接收仪;所述GPS定位系统基于几何中心的部分重采样粒子滤波算法对用户进行室内定位,具体包括:(1)根据预先设定的粒子初始化状态分别对粒子进行初始化t=0,根据p(x0)生成N个粒子p(x0)分布通常为高斯白噪声分布;(2)设定t=t+1,根据状态转移公式采样粒子样本表示t时刻的第i个粒子;对每个粒子分配相应的权值其中是已知t-1时刻的状态量去估计t时刻状态量的后验概率密度函数,是已知t时刻的状态量去估计t时刻的观测量的后验概率密度函数,表示粒子对应的权重;对每个粒子的权重进行归一化:(3)基于几何中心部分重采样的原理对A类和C类粒子进行重采样,并重新分配权重,对A类和C类粒子根据其加权后的权重进行重采样得到Ns个新粒子,并对其重新分配权重1/Ns;其中,所述A类粒子为距离小于Tl的粒子,所述C类粒子为距离大于Th的粒子;(4)根据新生成的粒子进行状态估计本专利技术所有预警信息以手机短信方式发送至相关人员的手机,完成高边坡稳定性远程三维数字安全预警,提高了处于高边坡附近人员安全性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统结构示意图;图中:1、雨量计;2、渗压计;3、固定测斜仪;4、表面位移计;5、GPS定位器;6、数据采集器;7、计算机;8、通信基站;9、GPRS通信模块;10、移动手机端;11、通信卫星。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下。下面结合附图对本专利技术的结构作详细的描述。如图1所示,本专利技术实施例提供的智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统包括:雨量计1、渗压计2、固定测斜仪3、表面位移计4、GPS定位器5、数据采集器6、计算机7、通信基站8、GPRS通信模块9、移动手机端10、通信卫星11。所述雨量计1、渗压计2、固定测斜仪3、表面位移计4、GPS定位器5均电性连接于所述数据采集器6,所述数据采集器6电性连接于所述计算机7,所述计算机7电性连接于所述GPRS通信模块9。所述GPRS通信模块9无线连接于所述通信基站8,所述通信基站8无线连接于所述通信卫星11,所述GPS定位器5无线连接于所述通信卫星11。GPRS通信模块9,用于无线数据通信。所述GPRS通信模块的总链路质量的计算公式为:Qos=new_qos-data_len-skb_size-rtt-pacloss-signal;其中,Qos为总链路质量,data_len为发送数据长度,skb_size为接收缓冲队列长度,rtt为平均时延,pacloss为丢包率,signal为信号强度的绝对值;其中,node_number_punishment为中间路径上设置的跳数惩罚,combined_qos=hello_qos×qos_own×qos_different_lq_punishment;其中,hello_qos为hello广播本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统,其特征在于,所述智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统设置有:雨量计、渗压计、固定测斜仪、表面位移计、GPS定位器、数据采集器、计算机、通信基站、GPRS通信模块、移动手机端、通信卫星;所述雨量计、渗压计、固定测斜仪、表面位移计、GPS定位器均典型连接于所述数据采集器,所述数据采集器典型连接于所述计算机,所述计算机电性连接于所述GPRS通信模块;所述GPRS通信模块无线连接于所述通信基站,所述通信基站无线连接于所述通信卫星,所述GPS定位器无线连接于所述通信卫星;GPRS通信模块,用于无线数据通信;所述GPRS通信模块的总链路质量的计算公式为:Qos=new_qos‑data_len‑skb_size‑rtt‑pacloss‑signal;其中,Qos为总链路质量,data_len为发送数据长度,skb_size为接收缓冲队列长度,rtt为平均时延,pacloss为丢包率,signal为信号强度的绝对值;

【技术特征摘要】
1.一种智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统,其特征在于,所述智能高边坡稳定性远程三维数字预警系统设置有:雨量计、渗压计、固定测斜仪、表面位移计、GPS定位器、数据采集器、计算机、通信基站、GPRS通信模块、移动手机端、通信卫星;所述雨量计、渗压计、固定测斜仪、表面位移计、GPS定位器均典型连接于所述数据采集器,所述数据采集器典型连接于所述计算机,所述计算机电性连接于所述GPRS通信模块;所述GPRS通信模块无线连接于所述通信基站,所述通信基站无线连接于所述通信卫星,所述GPS定位器无线连接于所述通信卫星;GPRS通信模块,用于无线数据通信;所述GPRS通信模块的总链路质量的计算公式为:Qos=new_qos-data_len-skb_size-rtt-pacloss-signal;其中,Qos为总链路质量,data_len为发送数据长度,skb_size为接收缓冲队列长度,rtt为平均时延,pacloss为丢包率,signal为信号强度的绝对值;其中,node_number_punishment为中间路径上设置的跳数惩罚,combined_qos=hello_qos×qos_own×qos_different_lq_punishment;其中,hello_qos为hello广播包中关于链路质量的信息,qos_different_lq_punishment为链路非对称惩罚,其算法为:所述数据采集器的簇头选择方法包括:在选举时加入无线传感器节点剩余能量参数、节点稀疏度参数和通讯链路质量参数,让剩余能量高、传感器节点密度大及通讯链路质量好的传感器节点成为簇头的概率增大;在簇头选举时,设γ为传感器节点Ci的剩余能量参数,是传感器节点Ci当前剩余能量EM和传感器节点初始能量Estart的比值,用公式(1-12)表示:设μ为传感器节点稀疏度参数,表示传感器节点密度;假设传感器节点Ci的通信半径为R,邻节点数为n,邻节点与传感器节点Ci的距离为di,则传感器节点点Ci的稀疏度参数用公式(1-13)来表示:传感器节点传输通讯链路质量参数代表的是传感器节点通传输通讯链路质量的好坏,传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴进良沈港吴瑞骐李修君
申请(专利权)人:重庆交通大学
类型:发明
国别省市:重庆,50

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